广西兴安县黑洞江地区南华系“大塘坡”式锰矿成矿潜力分析及预测

袁 凯

关健词：广西兴安县；黑洞江；南华系；大塘坡；锰矿；潜力分析及预测

1 区域大地构造背景

广西兴安县黑洞江地区大地构造位于扬子陆块东南缘的桂北隆起越城岭褶断带东侧雪峰次级裂谷盆地之中，与我国重要的扬子陆块东南缘锰矿成矿带、湘桂粤锰矿成矿带相邻。《中上扬子南缘锰矿成矿构造环境研究》（2016.6杜远生）中提出，中上扬子南缘南华系锰矿以大塘坡式锰矿床为典型的一系列矿床形成于南华裂谷盆地。因Rodinia超大陆进一步裂解，南华裂谷盆地（Ⅰ级构造古地理单元）分别沿松桃-慈利深断裂带、黔阳—三江深断裂带再次发生裂陷，接受南华系沉积物沉积与演化。因此，南华裂谷盆地南西段从北西往南东方向，进一步形成了武陵次级裂谷盆地、天柱—怀化隆起（地垒）和雪峰次级裂谷盆地三个Ⅱ级构造古地理单元。

其中武陵次级裂谷盆地（Ⅱ级）控制和形成了黔湘渝毗邻区（上扬子地块东南缘）锰矿成矿带，主要包括大塘坡、松桃、花垣、古丈、秀山、印江、万山、芷江以及长阳等区域，分布有一批著名的大型-超大型锰矿床，是我国最重要的锰矿资源富集区；而雪峰次级裂谷盆地（Ⅱ级）控制和形成了湘中—湘西南-黔东南锰矿成矿带，主要包括湘潭、黔阳、靖州、黎平、从江等区域，也是我国重要的锰矿资源富集区之一，分布有一批大中型锰矿床。

广西兴安县黑洞江地区位于雪峰次级裂谷盆地之中，其地层时代、岩性、同沉积断裂构造的方向等地质背景均与大塘坡锰矿床的地质背景相对应。在黔东北地区大塘坡组（本区为富禄组）地层为一套间冰期细碎屑岩沉积，以富含有机碳为特征（本区为富禄组顶部的炭质页岩），其厚度与可能在一定程度与锰矿矿体富集程度有关。调查区内南华系地层属间冰期浅海相沉积环境，横向上岩相发生变化，含锰建造由黑色岩系型过渡为夹黑色岩系碎屑岩型，富禄组地层越厚，锰矿成矿条件越好。

经过分析对比桂北与黔东大地构造背景及古地理环境，笔者认为调查区内锰成矿地质背景、成矿环境与黔东类似，其大地构造位置位于雪峰山次级裂谷盆地，成矿时代均为南华纪间冰期，海相沉积深度略有不同，属半深海—浅海相含锰建造向浅海—滨海相含锰建造过渡类型，加之该区地表发现有较好的南华系富禄组（Nhf）层控型锰矿体出露，具备了较好的锰成矿的潜力。

2 区域地质特征及成矿条件

本区出露的地层主要为南华系、震旦系、寒武系，从老到新依次为南华系长安组（Nhc）、富禄组（Nhf）、黎家坡组（Nhl）、震旦系陡山沱组（Zd）、老堡组（Zl）、寒武系清溪组（∈q）。

（1）南华系长安组（Nhc）。下部为灰绿色砂质板岩、板岩夹中厚层变质砂岩、含砾砂岩，上部为灰绿色块状含砾泥岩、含砾砂岩夹砂泥岩，含砾砂泥岩多为块状构造，分选差，砾石成分复杂：有泥岩、砂岩、脉石英、花岗岩等，磨圆度差别大，局部见擦痕，厚度自西向东减小，区内厚度大于354m。局部地段经区域变质作用形成绢云板岩、变质砂岩，与花岗岩接触带附近见有重结晶现象。

（2）南华系富禄组（Nhf）。毗连长安组分布，受断裂构造影响，平面上重复出现，为调查区内主要含锰层位，锰矿层厚度约0.5m～4m。富禄组岩性较复杂，主要为浅灰色、灰色、灰绿色厚层状岩屑质砂岩、长石石英砂岩、泥岩为主，局部夹含砾砂岩，与下伏长安组呈整合接触，顶部以灰黑色炭质页岩、硅质页岩与上伏黎家坡组分界。发育斜层理、平行层理、递变层理及不对称波痕。沉积厚度约298m，往西逐渐变薄至85m。含锰长石砂岩自调查区往龙胜、贵州一带逐渐发生岩相变化至条带状赤铁矿、铁质砂岩或含铁硅质页岩。

（3）南华系黎家坡组（Nhl）。岩性为浅灰、灰绿、深灰色含砾砂岩、含砾泥岩、岩屑质含砾砂岩、含砾板岩等。一般为灰色、灰绿色含砾砂质泥岩，上部为灰色绢云板岩，夹含砾砂质泥岩，层理不显。厚度约94m，与下伏富禄组呈整合接触。受断裂构造影响，黎家坡组地层平面上出现重复。

（4）震旦系陡山沱组（Zd）。岩性为深灰、黑色页岩、炭质页岩、硅质页岩及白云岩透镜体、黄铁矿透镜体等，局部为含炭质石英粉砂质绢云板岩、绢云板岩、长英质砂岩夹少量细粒灰岩。岩石普遍含黄铁矿小晶体，富含钡、钪等化学元素。厚度121～158m。与下伏黎家坡组呈整合接触。

震旦系老堡组（Zl）、寒武系清溪组（∈q）地层分布于调查区远侧，出露面积较小，岩性为硅质岩、炭质板岩等，为一套深海相沉积地层，经历了区域浅变质作用，与锰矿化关系不密切。

区域岩浆活动频繁，以酸性岩浆侵入为主，形成苗儿山花岗岩体，成因类型属陆壳改造型，岩性为中粗粒、粗粒黑云母花岗岩。苗儿山岩体主体为中志留世（Sγ2c）花岗岩，侵入于下古生代地层，在区域上呈大岩基产出，成因类型为陆壳改造型，属多期多阶段侵入的复式花岗岩岩体，伴随有晚志留世（S3γδ2）花岗岩补体侵入。

本区构造主要为：

（1）褶皱构造：主要为黑洞江背斜，属苗儿山背斜南部片段，背斜总体展布方向为NE25°，轴部被苗儿山岩体所侵占，南东翼多遭岩体破坏，并被泥盆系覆盖，沿其倾没端向外依次发育有向南、南东倾伏的丹洲群、南华系、震旦系、寒武系，倾角20°～50°；北西翼为板溪群，与苗儿山岩体接触带内混合岩化作用发育。褶皱构造控制了锰矿层的矿体形态及展布特征。

（2）断裂构造：区域经历了多期次构造活动，尤以加里东运动、印支运动和燕山运动最为显著。加里东运动形成以北东向为主的紧密线状褶皱带（苗儿山背斜）和初期的同生断裂，印支运动是又一次极其强烈的褶皱造山运动，并伴随基底断裂构造的复活，燕山运动以块断运动为特征，造成基底断裂再次复活，同时产生了以北北东向为主导的断裂构造，另有北西向，近东西向断裂构造与之配套。因断裂构造活动，层控锰矿体后期可能会被错断、平移、抬升，经过风化作用后加剧了地表矿体的剥蚀，导致平面上锰矿层的重复出现，断裂构造活动一般对锰矿体起到破坏作用。

本区内南华系地层普遍遭受区域浅变质作用，形成一套浅变质岩系。尤其以南华系长安组（Nhc）下部最明显，为一套浅变质作用形成的绢云板岩、变质砂岩，与花岗岩接触带附近见有重结晶现象。区域变质作用与锰成矿作用关系不密切。

区域矿产种类较多，已发现的矿种有锰、金、银、铜、钼、钨、铅、锌、铀、萤石等。区域矿产资源丰富，成矿条件优越，与本区相邻的有张家坪铜钼银钒矿、胜金湾铜矿。

3 矿体特征及找矿标志

3.1 矿体特征

在综合分析、借鉴黔东南华系锰矿勘查所取得的新成矿规律认识和新找矿模式基础上，笔者重点对本区内南华系地层古沉积环境、沉积相进行了调查考证，并采集分析样品28件，样品均取自南华系富禄组含锰层。其中锰矿体取样16件，矿体围岩取样12件，锰矿体样品分析结果依次为Mn：9.41%、4.18%、17.19%、13.29%、18.24%、15.61%、10.12%、27.77%、16.36%、7.24%、9.61%、7.00%、12.94%、10.32%、1.69%、8.75%；矿体围岩样品分析结果依次为Mn：3.52%、1.66%、0.60%、1.71%、0.01%、0.18%、2.53%、3.74%、0.81%、0.05%、0.38%、0.10%。

本区已发现的锰矿化均产于南华系富禄组（Nhf）含锰长石砂岩中，共1层，层控特征明显。含锰层受逆冲性质断裂构造及后期剥蚀作用影响，平面上由北往南分3段重复出现，近东西向展布，编号依次为I-1、I-2、I-3。

含锰层I-1段出露于调查区中部富禄组北侧，出露长度约1km，厚度约4m，倾向159°，倾角31°，产状与地层产状一致，呈层状分布。Mn品位7.00%～27.77%，矿石氧化程度较高，矿石类型为软锰矿，一般呈松散泥状或蜂窝状。

含锰层I-2段位于含锰层I-1段南侧约300m，出露长度约2.4km，厚度0.5m～4m不等，由西往东延伸规模逐渐变大，倾向165°～179°，倾角15°～29°，产状与地层产状一致，呈层状分布。Mn品位8.75%～18.24%，矿石氧化程度不高，一般为原生碳酸锰类型，矿石呈块状，致密、坚硬。

含锰层I-3段位于含锰层I-2段南侧约500m，出露长度约1.2km，厚度3m～4m，倾向165°～220°，倾角15°～29°，产状与地层产状一致，呈层状分布。Mn品位7.24%～17.19%，矿石氧化程度不高，一般为原生碳酸锰类型，矿石呈块状，致密、坚硬。

该区锰矿石具有细粒集合体及鲕状、球状结构；主要构造为条带状或块状构造。矿石矿物主要为软锰矿、菱锰矿；脉石矿物以石英、方解石及粘土矿物为主。矿石类型有氧化锰类型和碳酸锰类型，近地表发育氧化程度不等的氧化类型软锰矿石，深部为碳酸锰类型矿石。

通过对该批28件锰矿石的化学组分变化统计分析可以得出，Mn品位主要在10%～20%区间，最高品位为27.77%，最低品位为7.24%，平均品位为13.58%，变化系数为31.30%；T（Fe2O3）品位主要在15%～25%区间，最高品位为32.85%，最低品位为3.26%，平均品位为14.76%，变化系数为52.14%；P2O5品位主要在0.1%～0.4%区间，最高品位为0.91%，最低品位为0.06%，平均品位为0.31%，变化系数为53.30%；SiO2品位主要在35%～50%区间，最高品位为56.48%，最低品位为10.56%，平均品位为35.87%，变化系数为28.85%；Al2O3品位主要在8%～15%区间，最高品位为17.28%，最低品位为2.73%，平均品位为9.57%，变化系数为44.88%。

3.2 矿床成因

矿床成因的两个重要因素为：还原环境下高度富集Mn2+离子的海水；氧化还原环境的突变，打破氧化还原平衡，造成Mn2+离子的析出。

调查内的主要含锰地层为南华系长安组之上、黎家坡组之下的富禄组，岩性为灰绿色厚层状岩屑质砂岩、石英砂岩、长石石英砂岩、泥岩为主，底部以含锰长石砂岩与长安组分界，呈平行不整合接触，顶部为灰黑色含炭硅质页岩、炭质页岩。下伏的长安组和上覆的黎家坡组均为冰期海相沉积环境，而富禄组为间冰期地槽深海相沉积环境。

在冰期，由于巨大的冰盖封闭海水，海洋呈现不分层特征，即海水处于强还原环境，锰离子的长期聚集在还原的海水中形成巨大锰库和大量的天然气水合物。冰期结束后，冰川溶解形成大量富氧低温的高密度淡水进入盆地并下降至底部，大量溶解于深部海水中的Mn2+离子因此被氧化为氧化锰进入沉积物，并最终富集成矿。

3.3 找矿标志

（1）南华系富禄组（Nhf）地层：富禄组为调查区内控矿层位，锰矿化层控特征明显，矿体产状与地层一致，一般而言富禄组厚度与锰矿层厚度呈正相关关系，是调查区内最为重要的找矿标志。

（2）南华系富禄组（Nhf）含锰长石砂岩：调查区内已发现的地表矿化均产自富禄组含锰长石砂岩中，由于富禄组岩性复杂，纵向上岩性变化较大，含锰长石砂岩是调查区内最直接的找矿标志。

（3）南华系富禄组（Nhf）黑色岩系：黑色岩系标志着古沉积环境处于深浅海相平静的还原环境，富含较多的Mn2+离子，为氧化还原反应提供了根本的Mn元素来源，有利于锰的矿化、富集，具备较大的找矿潜力。

4 成矿潜力分析及预测

从大地构造上看，我国锰矿绝大多数产于地台区，尤其以泛扬子陆块周边地区最为发育。调查区位于扬子陆块东南缘的桂北隆起越城岭褶断带苗儿山岩体东南侧，与我国重要的扬子陆块东南缘锰矿成矿带、湘桂粤锰矿成矿带相邻，属扬子陆块东南缘锰矿成矿带亚带，锰成矿大地构造背景优越。

从成矿古地理环境上看，具有重大工业价值的锰矿床多形成于浅海环境中，锰矿的形成受控于非构造期古海洋结构、古海水性质及海平面升降等因素，层控特征明显。扬子陆块东南缘南华系大塘坡组（桂北为富禄组）中有大量锰碳酸盐岩产出，贵州松桃等地的南华系地层中发现和探明了道坨、西溪堡等一系列世界级超大型和大型锰矿，取得锰矿找矿的重大突破。在综合研究桂北区域地质调查研究成果的基础上，通过野外调查发现，调查区内南华系地层与黔东松桃南华系地层均为间冰期浅海相沉积环境，横向上岩相发生变化，含锰建造由黑色岩系型过渡为夹黑色岩系碎屑岩型。

经过分析对比桂北与黔东大地构造背景及古地理环境，笔者认为调查区内锰成矿地质背景、成矿环境与黔东类似，成矿时代均为南华纪间冰期，海相沉积深度略有不同，属半深海—浅海相含锰建造向浅海—滨海相含锰建造过渡类型。

笔者在野外调查过程中发现氧化锰和碳酸锰矿两种类型，并具有一定的规模。上世纪90年代，前人在该地段地表断续开采过一定数量的氧化锰，且深部发现了一定规模的碳酸锰矿层。桂北南华系富禄组（Nhf）底部有含锰长石砂岩的存在，表明本区锰源较丰富，找矿潜力巨大。

泛扬子陆块海相沉积型锰矿是中国最重要的锰矿富集区，调查区地处扬子陆块东南缘锰矿成矿带亚带，锰成矿大地构造背景优越。区内含锰建造属南华纪间冰期半深海—浅海相含锰建造向浅海—滨海相含锰建造过渡类型，其古地理环境与近年来黔东南华系地层中发现和探明的一系列世界级超大型和大型锰矿类似，具备较大的找矿潜力。

调查区内南华系富禄组（Nhf）分布广泛，潜在的锰资源量规模较大。目前已发现的锰矿化均产于南华系富禄组（Nhf）底部含锰长石砂岩中，含锰层沿走向延伸稳定，长度达2.5km，厚度0.5m～4m，矿体规模较大，层控特征明显。本次调查所取的28个样品，有9个达到边界品位以上，最高品位为27.77%，平均品位为15.76%。且调查区内工作程度较低，除调查区中部有民采老窿开采过地表氧化锰外，沿锰矿层走向和倾向均无工程控制，具备较大的找矿潜力。

因此，在综合分析、借鉴黔东南华系锰矿勘查中所取得的新成矿规律认识和新找矿模式基础上，笔者认为该区在大地构造位置、古沉积环境沉积相、控矿因素、成矿条件等方面均与黔东南华系锰矿床高度相似，在调查区发现并控制一个中型以上规模的锰矿床是完全有可能的。